▲ 제1차 로봇부품 보급사업이 기대 이상의 성과를 거두면서 차기 사업에 대한 기대가 높아지고 있다.

로봇 강국으로 도약을 원하는 정부 기대와는 달리 기초가 되는 핵심 부품의 국산화율은 매우 저조하다.

전자부품연구원에 따르면 로봇부품 국산화율은 50%에 머물러 있다. 특히 핵심부품인 모터, 감속기, 시각센서 등은 10% 수준으로 대일 의존도가 심각한 상태다.

로봇부품의 국산화율이 떨어지는 이유는 로봇시스템 및 완제품 기업이 국산 로봇부품을 신뢰하지 못하고 있기 때문이다. 로봇기업의 입장에서는 생산라인의 중단에 따른 위험을 감수하면서 성능 및 신뢰성이 검증되지 않은 부품을 사용하기란 쉽지 않다. 이에 따라 국내 로봇부품기업이 우수한 성능의 부품을 개발했더라도 시장 유통 통로는 사실상 차단된 상태였다.

산업통상자원부는 이런 국내 로봇부품 업계가 안고 있는 애로사항을 해결하면서 로봇산업 육성을 위한 기초 생태계를 조성하기 위해 지난해부터 로봇부품 보급사업을 추진하고 있다. 사업예산을 당초보다 3억원 증액해 15억원으로 편성하고 로봇부품 국산화에 박차를 가하고 있다.

로봇부품보급사업은 로봇시스템에 사용되고 있는 외산 부품을 국산으로 대체해 산업기반이 취약한 국내 로봇부품산업을 육성하고자 마련됐다. 이를 위해 산업부는 전담기관으로 부천산업진흥재단을 지정해 우수 국산부품을 발굴하고 성능평가와 신뢰성 검증을 위한 환경 및 제반비용을 지원하게 했다. 부천산업진흥재단은 이 사업을 관리 운영하면서 국산부품 수요확산을 위한 추가수요처 발굴에도 나서고 있다.

지난해 5월부터 올해 4월까지 진행된 1차 사업은 수요처가 포함된 5개 컨소시엄이 구성돼 각각 진행됐다. 각 컨소시엄에서 부품 개발 및 공급을 맡은 주관기업은 로보트로ㆍ바로텍시너지(이상 액추에이터), 커미조아(컨트롤러), 센서텍(센서), 미래로보텍(리니어모터) 등이다. 이들 기업은 부천산업진흥재단 책임아래 개발된 부품의 성능평가와 신뢰성 검증을 위한 테스트 베드를 구축하고 수요 기업을 사업에 적극 참여시켰다.

사업의 효과는 즉각적으로 나타났다. 사업 참여 부품기업은 60억원이상의 매출 증가가 예상되고 있으며 개발된 부품은 참여 수요기업 외에도 가전, 자동차, 기계 등 다양한 후방산업 기업으로 부터 주목받고 있다.

일체형 스마트액추에이터로 소형로봇 국산화 열다

▲ 로보트로의 스마트액추에이터가 적용된 델타로봇

액추에이터 전문기업 로보트로는 스마트폰 제조 및 검사용 자동화 설비에 100% 사용되고 있던 외산부품을 국산화했다. 사업에는 부품 개발에 주관기업으로 로보트로, 개발된 제품을 설치하는 시스템기업으로 티아이, 최종수요처로 삼성전자가 참여했다.

개발된 스마트액추에이터는 드라이버·인코더·고정밀감속기·고성능모터(BLDC)를 소형 및 일체화한 50W급 제품으로 일본 야스카와 서보모터에 비해 20% 가격을 낮췄다. 특히 개발된 부품을 구동부에 장착힌 로봇은 기존 각각의 부품 소자방식으로 제작된 것에 비해 속도가 4배이상 향상되면서 크기가 절반이상 줄었다. 이에 따라 로봇 제작비용도 3분의 1이상 절감되는 효과가 나타났다.

로보트로는 삼성전자 스마트 제조검사용 로봇에 적용되어 있는 일본 야스카와 서보모터를 개발된 스마트액추에이터로 대체할 계획이다. 개발된 부품은 삼성전자 베트남 공장 스마트폰 제조라인에 투입될 예정이다. 또한 함께 개발된 델타로봇은 스마트폰 소형렌즈 조립설비에 사용될 예정이다. 또 로보트로는 추가 개발을 통해 소형 산업용 로봇에서 주로 사용되고 있는 25~100W급 제품 라인업을 보유할 예정이다.

로보트로 이규원 대표는 “개발된 스마트액추에이터는 국내 스마트폰 제조업체에 납품할 예정”이라며 “향후 보다 다양한 로봇시스템에 사용될 수 있는 부품 개발에도 주력할 계획이다”고 밝혔다.

▲ 미래로보텍이 국산화한 코어 부착 타입 리니어모터

무게·가격·납기는 줄이고 성능 유지
리니어모터 전문 기업 미래로보텍은 미래산업의 SMT 마운트 장비에 사용되고 있는 일본 야스카와 리니어모터를 국산화했다.

마운트 장비는 가속도를 높이기 위해 구동부의 무게가 적어야 한다. 하지만 기존 야스카와 모터는 운반대상물보다 무겁고 진동이 많이 발생해 사용자의 불만이 많았다. 또 3개월 장납기와 고가로 단납기 마운터 장비에 적용하기 어려웠다.

개발된 리니어모터는 직선 운동을 하는 정밀 모터로 코어 부착 타입이다. 미래로보텍은 납기를 한달로 줄이고 정격출력을 야스카와 제품과 같은 1000Nm로 유지하면서 가격과 무게를 각각 60%, 30%이하로 낮춰 사용자들의 요구를 충족시켰다. 이에 따라 수요기업인 미래산업은 개발된 부품을 적용해 외산과 동등한 성능을 구현하면서도 소형으로 마운트 장비를 제작할 수 있게 됐다. 결과적으로 제작비용이 40%이상 절감되는 효과가 나타났다.

또 미래로보텍은 보급사업을 통해 개발된 부품의 CE인증도 획득함에 따라 해외 수출과 국내 보급에 박차를 가할 수 있게 됐다. 현재 미래로보텍은 자동화 공정의 이송시스템에 이 부품을 적용하기 위해 코아시스템즈, 순환엔지니어링, 탑엔지니어링 등 국내 설비 업체와 접촉하고 있다.

박승우 미래로보텍 대표는 “미래산업과 MOU를 체결해 실증된 부품을 마운트 장비에 적용할 계획”이라며 “앞으로 개발된 부품을 시리즈화해서 야스카와 제품과 경쟁할 수 있는 고퀄러티·저가·단납기 제품을 선보일 예정이다”고 밝혔다.

제어기 수입대체 효과 연간 최소 50억

▲ 커미조아의 산업용 로봇 제어기

모션제어기는 산업용 로봇 및 자동화 설비의 동작을 제어하는 장치로 일본제품이 국내시장을 점유하고 있다. 경쟁력 있는 국내 기업으로는 아진엑스텍 정도가 손에 꼽힌다.

산업용 로봇제어기 전문제조업체 커미조아는 수요 기업인 인텍플렉스의 휴대폰 디스플레이 검사장비에 적용된 일본 야스카와 모션제어기를 국산화했다.

개발된 제어기는 개방형 모션네트워크 방식인 메카트로링크Ⅲ을 채택하고 있으며 PCI 인터페이스방식로 설계됐다. 또 모션 제어부문에 고성능 프로세스를 내장해 모션 구동에 대한 PC부화를 최소화했으며 사용자가 쉽게 접근할 수 있는 라이브러리도 제공된다. 제품 사양은 제어축수 31축(동작), 전송주기 0.5~2ms, 테이터패킷 크기 32바이트 등이다.

커미조아는 보급사업을 통해 개발된 제어기의 CE인증과 MMA인증이 획득했다. 앞으로 반도체, LCD 등 관련 산업용 로봇 제어기에 개발품의 적용이 기대되는 대목이다.

민경훈 커미조아 대표는 “개발된 산업용 로봇 제어기는 향후 10년간 연간 최소 50억원의 수입대체 효과를 가져올 것”이라며 “첨단 장비 산업의 핵심부품의 국산화도 가속화할 것이다”고 강조했다.

▲ 바로텍시너지의 DD액추에이터가 적용된 항공기용 시뮬레이터

항공 기술 해외 유출 막다
항공 부품업체 바로텍시너지는 한국항공우주산업(KAI)의 항공기용 시뮬레이터에 사용되고 있는 미국 무그(Moog)의 DD액추에이터를 국산화했다.

DD액추에이터는 항공기용 시뮬레이터의 조정반력장치에 장착돼 조정관과 페달 등에 힘을 전달하는 장치다. 현재 KT1 시물레이터에 사용되는 DD액추에이터는 100% 외산 제품이다. 운영 중 고장이 생기면 해외에서 부품이 도착할 때까지 수개월동안 마냥 기다려야만 하고 조종사 훈련도 차질이 불가피하다.

개발된 부품은 모터에 클러치와 벨트를 연결하지 않아 일반적인 서보모터보다 전력소모 및 장율이 적은 것이 특징이다. 또 현재 미국산 부품이 사용된 조정반력장치의 가격은 3억5천만원이지만 이 부품이 적용될 경우 약 15%이상의 원가 절감효과가 발행할 것으로 예상된다. 따라서 기존 액추에이터를 대체해 차량, 선반, 잠수함 등 다양한 시물레이터에도 적용이 가능할 전망이다.

특히 이번 보급사업을 통해 DD액추에이터가 처음으로 국산화됨에 따라 한국항공우주산업(KAI)은 당장 연간 10억원이상의 수입대체 효과를 거둘 전망이다. 또 KT-1, T-50 등 국내기술 개발된 항공기 수출시 시뮬레이터 부문 예상 사업 수주액도 50억원에 이를 것으로 예상된다.

구칠효 바로텍시너지 대표는 “반력장치 액추에티터 국산화는 단순히 액추에이터를 국산품으로 대체하는 의미뿐만 아니라 항공기 기술의 해외 유출을 막는 의미가 있다”며 “항공기뿐만 아니라 시물레이터도 순수 국내 장비로 해외 수출에 참여할 수 있는 길이 열렸다”고 말했다.

청소로봇 고급화 선봉

▲ 센서텍 초음파센서의 테스트 베드 운영 모습

청소로봇의 장애물 탐지에는 적외선 센서가 주로 사용돼 왔다. 적외선 센서는 빛에 민감해 태양광, 실내조명 등에 의해 제성능을 발휘 못하는 단점이 있다. 이에 따라 음파로 장애물을 인지하는 초음파(IR)센서에 대한 청소로봇제조사의 수요는 증가는 추세다. 하지만 IR센서는 제품에 적용하기에는 비싸고 외산에 따른 수급 한계도 있었다.

초음파센서 개발업체 센서텍이 보급사업을 통해 고가의 일본샤프 IR센서를 국산화하면서 국내 제조사들은 관련 부품을 최적가격에 안정적으로 공급받을 수 있게 됐다. 가장 먼저 관심을 보인 곳은 삼성전자와 LG전자 등이다. 현재 이들 회사의 신제품 청소로봇에는 개발된 IR센서가 적용될 전망이다. 또 해외 시장에서도 좋은 반응을 보이고 있는 것으로 알려져 있다.

이번 IR센서 모듈 개발에 따른 수입대체 효과는 올해 46억원에서 2020년 158억원으로 매년 24%이상 증가가 기대된다. 또 2017년 303억원, 2018년 688억원, 2020년 1774억원으로 매년 13.5% 증가하는 수출 효과도 예상되고 있다.

엄종학 센서텍 대표는 “개발된 IR센서 모듈은 로봇회사들의 품질 향상과 매출 극대화에 기여할 것”이라며 “앞으로 센서텍은 지능형 로봇센서 모듈 전문기업으로 로봇산업 성장에 기여하겠다”고 밝혔다.